机械5

目录 摘要1 ABSTRACT2 第一章活塞的运行原理和工作条件3 2.1活塞的运行原理3 2.2活塞的机械负荷3 2.3活塞的热负荷3 2.4磨损强烈3 第二章汽油机结构参数得选取4 1.1汽缸直径的确定4 1.2转速
n的确定4 1.3汽缸工作容积与升功率4 1.4缸心距的确定5 1.5压缩比与燃烧室容积Vc，总容积Va5 第三章活塞组的设计6 3.1活塞组的设计要求6 3.2活塞的材料6 3.3活塞各部分尺寸7 3.4活塞总尺寸13 第四章活塞加工15 第五章活塞铸造方式的选取及优缺点16 5.1铸造方式的比较16 5.2铝合金的铸造方式的选取及优缺点17 第六章金属型的设计18 6.1冒口的设计18 6.2浇注系统的设计20 6.3金属型的设计21 6.4金属型芯的设计26 总结28 参考文献29 英文技术资料及其翻译30 汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一，它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组，与气缸盖等共同组成燃烧室，承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。油气燃烧所产生的热由活塞的顶部所吸收，并传至气缸壁，而燃烧后气体膨胀所产生的力量也必须经由活塞来吸收，活塞会把燃烧气体压力及惯性力经由连杆传到曲轴上，利用连杆的作用将活塞的线性往复运动转换曲轴的旋转运动。 活塞的功用是承受气体压力，井通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞项部还是燃烧室的组成部分。活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下1二作。活塞在气缸内以很高的速度往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件’卜工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。现代的活塞设计主要有铸造和锻造两种，而铸造又比锻造简单便宜，但却不及锻造活塞能承受较大的热度和压力。由于活塞与活塞环都必须在高温、高压、高速及临界润滑的状态’卜工作，因此长期以来，发动机设计者都为提供一个最佳的设计而不断努力，进而可以从活塞方而来提高引擎的性能。 本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。 首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。一再次，应用三维CAD软件:Pro/E
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neer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型，在此工作的基础上，利用Pro/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件，然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mecha
nism)，建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型，进行运动学分析和动力学分析模拟，研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下，活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基木一致，文章介绍的仿真方法为活塞组的结构，优化设计提供了一种新思路。